方法,但是由于车模较小,方案的磁片安装十分困难,也容易产生相互干扰,相反方案适用于精度较高的场合,所以拟采用方案。控制模块方案采用模糊控制。模糊控制不需要建立精确的数学模型,但是需要根据经验建立合适的隶属函数。它是解决不确定系统的有效途径,并且具有较强的鲁棒性。更多相关参考论文设计文档资源请访问方案采用神经网络。神经网络控制同样不需要建立精确数学模型,神经网络在控制系统中的应用主要有两个方面是采用神经网络作为被控系统的辨识器另是神经网络在控制系统直接充当控制器。这些都需要大量的试验来让神经网络在不同环境下进行学习。方案采用进行控制。这种方法建立在被控对象精确数学模型基础上的。考虑到被控对象小车的数学模型比较简单,可以用以下方程表示舵机电机算法可以对此控制对象进行简单有效的控制。由于模糊控制神经网络控制比较复杂,需要大量的试验,且不易编程实现。基于上述理论分析,拟选择方案。电源电源可分为个部分电机电源单片机以及光电传感器和电源舵机电源。电机电源为提高控制效率,采用直接将电池电压通过电机驱动模块加在电机上。因为采用控制策略,所以黑线位置反馈信号越精确,越有利于控制,控制效果也会越好。其中当接收管距黑线较远时,曲线在最小值处,输出的数字量大约在之间变化,且变化很缓慢。当接收管渐渐靠近黑线时,输出数字量变化很快,在之间变化,且曲线斜率几乎保持不变,因此可认为管子输出电压在到之间与移动的距离成线性关系,将其视为段直线其斜率根据所测得数据计算可得,。当接收管靠近黑线中心以内,输出在之间变化,曲线又趋平缓,且有波动。黑线检测流程如图。更多相关参考论文设计文档资源请访问图黑线检测流程图程序初始化后,将接收管数据转换排序,判断是否有大于的数,是经验数值,如果没有大于的数,说明小车没在黑线上,那么继续转换数据排序,直到有大于的数当有大于的数时,说明小车头传感器在黑线上,我们可以根据测得各个接收管转换后的数值,通过下面的算法可以判断出黑线位置。图拟合后感光曲线图黑线检测算法程序开始初始化接收管数据转换转换数据排序选出次值和次次值计算黑线位置更多相关参考论文设计文档资源请访问经过处理,可以将曲线线性区域拟合为条直线如图中直线,与曲线基本重合。转换程序每转换次,我们都可以得到组个的数,找到个管子中电压值最大的管子,并设最大值为,记录其接收管序号。再取其左右两个值,其应为次大值,另个为次次大值。如图所示。图最大的数值所对应的接收管最靠近黑线中心,且黑线应该在输出为最大值的接收管和输出为次大值的接收管之间。因为两个接收管输出值,均在道之间,所以次大值和次次大值肯定都能落在斜率为的这段直线上。我们把次大值和次次大值代入公式,即可得此接受管距离中心线的距离。用接收管编号乘上便可得到此接收管距离号接收管的距离,正号表示在号管右边,负号表示在号管左边。当输出为次小值的接收管在号管右边时,小车中心偏离黑线的距离应该为此管距号管距离加上它距黑线的距离。当它在号管左边时,小车中心偏离黑线的距离应该为此管距号管距离减去它距黑线的距离。按此法计算所得值为正说明黑线在小车左边,为负说明小车在黑线右边。即以小车中心位置,零号管的位置为坐标原点,当黑线在小车左边时输出为负值,在右边时为正值。路况检测传感器的设计制作与安装图传感器结构图传感器结构图如图所示,由于路况信息的检测靠路传感器输出的电压信号作为计算依据,所以各传感器的输也特性曲线必须相同,这就要求各管的间距和离地面的距离要相同。为了达到这要求我们采用了传感器定们板,在定们板上开上个直径间距,将发射管和接收管按顺序插入孔中使各管露出板的距离相等然后再将定位板用螺丝固定在电路板上,调整两边螺丝使定们板与电路板平行,最后再将各管焊接在电路板上。更多相关参考论文设计文档资源请访问在车模前端底盘上反向固定有颗的螺丝,传感器靠螺母固定在颗螺丝上,调节固定螺母在平面内以使电路板与底盘平行,同时调节几个螺母的上下位置改变传感器距离地面的距离使传感器信号输出范围最大。测速传感器的设计制作与安装图测速传感器结构图测速传感器的结构图如图所示,光电开关采用经配对的光电管焊接在电路板上,为了提向反射光强度两管中心线成角。光电开关用铝合金支架固定在差速器齿轮正前方。差速器齿轮上贴有黑白相间的纸片,如图所示,纸片分为个区域个黑色区域,个白色区域,也就是说车轮每转动周传感器输出个周期的脉冲。系统电路板的固定系统电路板靠螺丝直接固定在车模中后部的底盘上方,电路板直接插接在系统电路板上。经改造后,小车车身长,宽,高,重量。系统的软件设计单片机是控制核心,实现对路面黑线的软件检测,小车方向控制,车速检测,电动机驱动。黑线检测原理更多相关参考论文设计文档资源请访问黑线检测共用个红外发光管,个红外接收管,将个红外接收管编号为,即中间管为号管。采用自带的转换功能,通过设置相应寄存器,可以将个接收管接收的光强信号由模拟量转换成相应的数字量。当接收管位于黑线正中时,输出电压最高约伏,转换成数字量大约为,远离黑线的接收管输出电压最低约为伏,转换成数字量大约为。图单个接收管的感光曲线经实验得到单个接收管的感光曲线如图所示。基于微控制器智能汽车设计。电机控制原理电机转速与小车速度成比例关系。因为小车在直线应当加速,在转弯处需要减速,小车舵机转角越大,应该减速越多。所以由舵机的个转角度数左右两侧个个转角给出电机个档位电机个档位转速由实验与经验给定,根据舵机转角改变电机转速给定值,测量电机实际转速作为电机转速实际值,令实际值跟踪给定值,控制小车速度。采用反馈闭环控制被控对象为小车电机,仍根据经验对系统建模型,将其简化为比例,阶惯性加迟延环节。同舵机样其传动机构非常灵敏,所以迟延时间,和惯性时间都很短,通过实验测得迟延时间常数,惯性时间常数。综上所述其传递函数为。调节器采用比例,积分。经整定其参数可设置为,比例系数,积分时间常数。控制原理方框图如图图电机控制原理方框图更多相关参考论文设计文档资源请访问图电机阶跃相应曲线加阶跃相应,用仿真其控制效果如图。由此曲线可以看出电机可以由控制得很好。由于小车舵机电机模型是根据经验给出,而且实际小车舵机电机有定的耦合关系,控制器等参数都需要根据实验来整定完善。更多相关参考论文设计文档资源请访问第章智能汽车控制流程智能汽车的控制流程如图程序开始初始化接收管数据转换转换数据排序判断黑线位置舵机程序电机转速舵机转角舵机控制电机程序根据舵机转角给出电机转速档位电机控制图智能汽车控制流程图首先开始程序,初始化程序,将个光敏接收管接收到的电压信号经过转换为个数字信号,对这个数据进行由大到小排序,判断最大值是否有大于经验数值的数,如果没有,那么通过程序将电机转速置于档,接收管继续采数如果最大值大于,则通过黑线位置判断程序计算黑线位置。将黑线位置给舵机控制模块后,继续判断是否有大于的数,这样循环刷新黑线位置。然后,因为舵机给定值定为,黑线位置为实际值,当实际值不为时,经程序控制舵机转角,直到实际值变为,此时第号管位于黑线中心。最后,根据舵机转角给出电机转速的档位,作为电机控制的给定值,电机程序控制电机转速,使电机转速实际值跟踪给定值。整个控制小车的程序在这样的循环往复的进行中,控制小车沿黑线前进。更多相关参考论文设计文档资源请访问第章结论经过理论论证仿真研究与实验验证,本控制方案可以使小车很好的沿黑线行驶。小车行驶最大速度约为。但是由于采用连续的数值而非开关量对小车舵机控制,黑线位置的检测计算受外界环境尤其是光线强度影响较大,黑线位置的求取算法程序还需要进步改善。小车的模型参数控制参数都还需要大量的实验,来继续完善对小车的控制,优化小车的速度。参考文献更多相关参考论文设计文档资源请访问刘会英,杨志强机械原理北京机械工业出版社,韩利竹,王华电子仿真与应用版北京国防工业出版社,于希宁,刘红军自动控制原理北京中国电力出版社,姚佩阳,曹锦,常永昌,张科英,李锋自动控制原理北京清华大学出版社,周斌,蒋荻南,黄开胜基于虚拟仪器技术的智能车仿真系统,邵贝贝单片机嵌入式应用的再现开发方法北京清华大学出版社,马忠梅,籍顺心,张凯,马岩单片机的语言应用程序设计版北京北京航空航天大学出版社,徐叙瑢,苏勉曾发光学与发光材料北京化学工业出版社苏大图光学测量北京机械工业出版社翟瑞彩,谢伟松数值分析天津天津大学出版社,附录程序代码更多相关参考论文设计文档资源请访问全局变量存放